因每分钟可自旋60万转,一种二维石墨烯片成了迄今捕捉到的自旋最快的宏观物体。石墨烯有名是因其高强度,正是这种强度使这种材料不会被撕成碎片,能以如此高的速度旋转。
物理学家布鲁斯·凯恩(Bruce Kane)是大学园区马里兰大学(University of Maryland)的,他已发表了他研究的自旋石墨烯,刊登在最近一期的《物理评论B》上。他的主要目标是测量和改进石墨烯,这需要悬浮微米尺度的材料薄片,置于一个离子阱中。电场捕捉和悬浮起充电石墨烯薄片时,凯恩就设立一束圆偏振光(circularly polarized light)光束,把大量的角动量(angular momentum)传给薄片,使它们自旋,旋转频率非常高。
“这种高旋转频率源自石墨烯的性能,它可以承受离心拉力进行旋转,据作者所知,这种频率是迄今测量到的最高的,当然,这是针对捕捉到的宏观物体而言。”凯恩在arXiv.org网站上张贴的文章中写道。
凯恩还解释说,石墨烯片的旋转速度只达到千分之一的理论最大速率,这样计算是根据石墨烯的估算强度。改进实验设置可以使石墨烯自旋更快。
在他的书房,凯恩解释说,石墨烯发现于2004年,是第一个真正意义上的二维系统,这意味着它的电子、机械、热力学性能均取决于单层碳原子结构。把石墨烯放置在基质上会影响测量它的性能,用这种新方法悬浮和旋转石墨烯,可让研究者们研究、生产和操纵石墨烯更容易。
迄今自旋最快的宏观物体
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